纳米与MEMS的测试技术发展现状ppt课件.ppt

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1、纳米及MEMS材料与结构的变形与应力测试技术研究现状WhatisNanotechnology?•Nanotechnologyisaboutmakingusefulthingsbymanipulatingmatteratthenanometerlengthscale(1-100nm)•Thekeyistomakeuseofuniquepropertieswhicharisebecauseofthenanoscale•Theobjectcreatedcanbenano,canbeevenmicroormacroMeltingpoint-1064CS

2、ource:K.J.Klabunde,2001Metalnanoparticlesmeltatlowertemperaturesthanbulkmetals.PropertyChange:AnExampleRedHerring,May2002Commonality:Railroad,auto,computer,nanotechallareenablingtechnologiesMom,AreWeThereYet?纳米科技NanoScienceandTechnology被认为是21世纪头等重要的科学技术。纳米科学与技术将改变几乎每一种人造物体的特性

3、。2001年美国前总统Clinton描述的前景是：可以想像，材料的强度是钢的十倍，而重量是钢的多少分之一；美国国会图书馆的全部信息储存在一个只有方块糖大小的器件中；当癌细胞只有几个时就能探测到。纳米科技在材料与制造、电子技术、医药与健康、航空与宇航、能源技术、农业与国防等领域取得重大进展。测试技术的挑战器件小：MEMS器件材料尺寸一般从100nm到50um，宏观下微小的外界力都可能在材料内部产生极大的应力。要了解的MEMS结构材料的参量有：弹性模量，泊送比，屈服应力，抗弯强度，残余应力，尤其是使用及制造中产生的变形。试件制作难：试件制作要用到微电

4、子技术中许多方法。测试困难：传统测量材料力学参数的方法是否对微尺度材料有效。MEMS测试技术现状1、微拉伸试验2、对称弯曲试验3、微悬臂梁试验，4、微纳米压痕(压痕,划痕)5、光学散斑干涉技术6、纳米传感器技术拉伸试验对称弯曲试验Strengthexpression微梁弯曲试验原子力显微镜测量纳米级微梁弯曲散斑法测量应变NanoindentationMonochromaticimagesobtainedfromtheinterferometerNanosensorFFIncidentlightReceivedluminescenceTestPr

5、incipalCalibrationofopticalstressnanosensor纳米晶体结构金属和合金的力学行为研究问题：纳米材料机械性能和传统材料差异何在？纳米晶体金属材料H-P关系压痕力学行为疲劳行为断裂机理与行为H-PRelationshipnc-Cu.Nosecondphaseisobserved.ViewnormaltotheGBplanea)beforedeformationb)after0.5nsectensiledeformationcorrespondingto3%totalstrain.electrodepositedn

6、anocrystallineNisubjectedto(a)constantstrainrateindentationAsummaryofdynamicyieldstrengthS-Nfatigueelectrodeposited,fullydensenanocrystallineNi(grainsize20–40nm)AcomparisonofthefatiguecrackgrowthcharacteristicsofpureNiasafunctionofgrainsizenc-Niwith30–40nmgrainsizethatwassub

7、jectedtoin-situdeformationintheTEM